题目内容

14．在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为4.5V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．

（2）小璇排除故障后，电压表的读数为2V，若使小灯泡正常发光，调节滑动变阻器的滑片应向B（填“A”、“B”）方移动．当小灯泡正常发光时，此时电流表的示数如图2所示，滑动变阻的实际功率为0.4W．小灯泡正常发光10秒消耗的电能是5焦．
（3）另一组的小红同学在连线时，不小心将线接错了，使开关闭合后，移动变阻器滑片P，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小，你分析一下产生这个现象的原因是电压表并联在滑动变阻器的两端了．
（4）如果电压表0-3V的坏了，应该怎样操作将电源换为3节铅蓄电池，把电压表大量程表并联在变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为6V-2.5V=3.5V时，灯两端的电压为2.5V，灯正常发光，记下此时电流表的示数I．

分析 （1）由图2知，电压表选用小量程，将电压表并联在灯的两端；电流表选用小量程，电流表串联在电路中；
（2）比较电压表示数与额定电压的大小，根据分压原理确定滑片移动的方向；
当灯正常发光时，求出变阻器的电压U变，由电流表的小量程读出电流的大小，根据P=U变I求变阻器消耗
的实际电功率；根据W=UIt求灯正常工作5秒消耗的电能；
（3）电流表示数变大说明电路中电阻变小，滑动变阻器电阻变小；根据分压原理确定变阻分得的电压变化情况，从而确定电压表并联在滑动变阻器两端；
（4）可提高电源电压的大小为U，使用电压表的大量程，将电压表并联在变阻器的两端，当电压表示数为
U-2.5V时灯正常发光；

解答 （1）电压表选用小量程，并联在灯的两端；电流表选用小量程，与灯串联，注意电流从电表正接线柱流入；变阻器接线柱一下一上，如下图所示；
（2）电压表的读数为2V，小于灯的额定电压，若使小灯泡正常发光，应增大灯的电压，减小变阻器分得 的电压，根据分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻，所以调节滑动变阻器的滑片应向B端移动；
当小灯泡正常发光时，此时电流表的示数如图2所示，可知电流表的小量程分度值为0.02A，示数为0.2A，
变阻器的电压为4.5V-2.5V=2V，所以，变阻器的实际功率P′=U′I′=2V×0.2A=0.4W；
小灯泡正常发光10秒消耗的电能W=UIt=2.5V×0.2A×10s=5J；
（3）连线时，不小心将线接错了，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，电流表示数变大，根据欧姆定律，电路中电阻变小，可知滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据分压原理，变阻器分得的电压减小，说明与电压表并联在滑动变阻器两端了；
（4）如果电压表0-3V的量程坏了，则只能使用电压表的0-15V量程，但电源电压为4.5V且灯的额定电压只有2.5V，可将电源换为3铅节电池，将电源的电压提高至6V，把电压表大量程表并联在变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为6V-2.5V=3.5V时，灯两端的电压为2.5V，灯正常发光，记下此时电流表的示数I，则灯的额定功率P=UI=2.5V×I．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）B；0.4；5；
（3）电压表并联在滑动变阻器的两端了；
（4）将电源换为3节铅蓄电池，把电压表大量程表并联在变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为6V-2.5V=3.5V时，灯两端的电压为2.5V，灯正常发光，记下此时电流表的示数I．

点评 本题测定小灯泡额定电功率，考查电路的连接、操作过程、电功率和电能大小的计算、及反常现象的分析判断和设计实验方案的能力，有新意，也有一定的难度．

练习册系列答案
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